摘要：随着人们对建筑使用要求越来越高，普通的剪力墙结构已经不能满足人们对现代高层建筑的空间适用性、灵活性等要求，从而短肢剪力墙结构运用越来越多。本文结合短肢剪力墙结构体系特点,就短肢剪力墙结构的计算与应用优点和应注意的问题进行了探讨。
关键词：高层建筑；结构设计；短肢剪力墙；结构特点
一、引言
近年来，随着经济的飞速发展及城市化进程的不断加快，人们的生活水平也在逐步提高，对住宅也提出了新的要求，现代建筑结构要求大开间，平面及房间布置灵活、方便，室内不出现柱楞、不露梁等，异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足要求。因此，小高层及高层住宅建筑越来越受到人们的欢迎。短肢剪力墙结构设计因其特有的优势和特点，在高层建筑中的应用越来越广泛。
二、短肢剪力墙结构体系特点
短肢剪力墙可结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本不与建筑使用功能发生矛盾；墙的数量可多可少，肢可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；能灵活布置，可选择的方案较多，较易处理楼盖的支承；连结各墙的梁，亦随墙肢位置而位于间隔墙竖平面内，属于隐蔽型；视建筑平面及抗侧力的需要，把中心竖向交通区处理成筒体或短肢剪力墙；短肢剪力墙的短墙肢虽然同异形柱框轻结构体系的异形柱一样截面抗扭不利，但由于其墙肢较长，受力接近剪力墙的墙肢，结构体系趋于合理。此种体系同样适用于单元式高层住宅。由于上述特点，在结构布置方面灵活性及可调整性大，因此容易得出合理的结构方案。因此，由于它的灵活性较大，随之结构布置也可能有较大的差别,从而导致有不同的结构设计效果。
三、短肢剪力墙的计算分析
短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均与普通剪力墙结构类似。在常规结构计算软件中,例如SATWE、YJK、ETABS、MIDAS、广厦等，均是采用三维的杆单元和壳单元，其中梁、柱采用杆单元，短肢剪力墙及普通剪力墙采用壳单元，对连梁和托墙转换梁采用壳单元。
四、短肢剪力墙结构设计的应用优点
（1）满足建筑功能的需要。墙肢与填充墙等厚，连接各墙的梁位于隔墙竖向平面内，避免框架结构中梁柱突出墙面的问题;墙体采用轻质材料，符合墙体改革的方向;虽然短肢墙构件增加了施工难度，但扩大了使用面积。
（2）满足结构设计的需要。在小高层住宅中，与常用的框架——抗震墙体系相比，框架——抗震墙体系具有受力明确，计算简单等优点，但其柱子截面大，梁柱外露，影响美观和使用，在平面复杂多变的情况下结构布置体系难趋合理，结构分析计算困难。
而短肢剪力墙体系，墙肢和梁可隐蔽，结构布置灵活，墙的数量和肢长根据抗侧力的需要而定，数量可多可少，肢长可长可短，还可通过不同的尺寸和布置以调整刚度和刚度中心的位置；可充分利用墙肢的承载能力，避免传统剪力墙结构中墙体过长而通常为构造配筋的浪费，减轻结构自重，降低主体结构和基础造价，尤其对于地基承载力较低的地区经济效益显著；主体结构中大多数墙肢呈受弯工作状态，从而保证墙体具有足够的延性；同时大多数连梁的跨高比大于2.5，保证整体刚度的同时降低连梁的自身刚度，避免连梁的剪切破坏，使连梁也具有足够的延性，以此来弥补剪力墙体系延性的不足。
五、短肢剪力墙结构设计应注意的问题
（1）抗侧力构件布局要合理。高层住宅建筑采用短肢剪力墙结构体系，只要抗侧力构件布局合理仍然是比较理想的一种结构体系，但在地震区，高层建筑中，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，因此不应设计仅有短肢剪力墙的高层建筑，要求设置剪力墙筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（一般剪力墙）共同抵抗水平力的结构。短肢墙的布置合理、对称、均匀、力求质量中心与刚度中心重合，短肢墙布置应以T形、L形 、］形、+形为主，这样可增加短肢墙抗扭和出平面外稳定。短肢墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可以通过不同尺寸和布置调整刚度和刚度中心位置。
（2）加强短肢剪力墙抗震构造措施。短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，因此应加强短肢剪力墙抗震构造措施，如减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率。
（3）要注意刚度的均衡性。主要抗侧力结构筒体（或长墙）一般利用楼、电梯间，但要注意刚度的均衡性，不要集中在一处布置使建筑产生过大的扭转效应，同时筒体要有足够的刚度，其平面尺寸不宜过小，要使筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%，形成多道抗震防线，为了确保水平力可靠传递，核心区楼板适当加厚，与核心筒相连的连梁按强剪弱弯设计，短肢墙之间的梁净跨不宜过小（一般取4～6m），使其具有一定的耗能作用。
（4）截面尺寸要适当。短肢墙受力以承担竖向荷载为主，承担水平荷载为辅，其截面尺寸要适当，墙肢截面高度与厚度之比宜在5～8左右为好，且墙厚不小于200mm，当墙肢截面高度与厚度比小于等于3时，应按柱的要求进行设计，短肢墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.45、0.50、0.55。对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，因其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1。
（5）按规范调整，短肢剪力墙的剪力设计值。对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应按规范调整，其他各层也要调整，一、二、三级抗震等级应分别乘以增大系数1.4、1.2和1.1，主要目的是避免短肢剪力墙过早剪坏。抗震设计时，短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位一、二级不宜小于1.2%，三、四级不宜小于1.0%；其它部位一、二级不宜小于1.0%，三、四级不宜小于0.8%。
（6）处理好填充墙与钢筋砼变形模量的问题。由于外墙面钢筋混凝土短墙肢之间填充墙与钢筋混凝土墙的变形模量不同，在二者交界处易产生裂缝，通常采取的措施是在做粉刷时，在二者交界面处附粘一层玻璃丝布，使应力平缓过渡。
六、结 语
总之，短肢剪力墙结构体系由于自身的优点，它可以灵活布置，墙肢可长可短，房间内不会出现露梁露柱的现象，且短肢剪力墙的抗震性能也优于异形柱结构，因此充分掌握和了解其受力特点和破坏机理后，并选择合理的布置形式，它将在高层住宅设计中有着广阔的应用前景。
参考文献：
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